JP4503804B2

JP4503804B2 - 三次元情報取得方法及び共焦点走査型顕微鏡

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Publication number: JP4503804B2
Application number: JP2000283288A
Authority: JP
Inventors: 雅宏大場
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2020-09-19
Also published as: JP2002090127A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料面の三次元情報を取得する三次元情報取得方法、及び試料面の三次元情報を取得する機能を有する共焦点走査型顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
共焦点走査型顕微鏡は、点光源として例えばスポット光を試料面上に走査すると共に、この試料面からの反射光のうちピンホールを通過した光のみを光検出器で受光して光電変換し、その電気信号から試料面の三次元情報を取得するようにしたものである。
【０００３】
このような共焦点走査型顕微鏡では、レーザ光などの点光源とピンホールとを組み合わせ、試料面をピンポイントで照明することで測定点以外からの散乱光を抑制し、かつ光検出器の前面に空間フィルタとしてのピンホールを配置し、測定点と同一面内にあるノイズ光をピンホール周辺に結像させ、さらに光軸方向にずれた面からの光を対物レンズによってピンホールの前で広げてピンホールを通過する光を抑制することにより、測定点以外からの反射光をカットして光検出器により三次元空間中の一点だけを測定できるようにしている。
【０００４】
又、共焦点走査型顕微鏡は、対物レンズを通る光軸方向に分解能を持つことが知られている。このことについて説明すると、光軸上で焦点が合っているときに光量が増大し、焦点から外れた点では光量がほぼゼロになる。そこで、試料と対物レンズとの距離を変化させながら試料面上にスポット光を二次元走査して光軸方向に各スライス画像データを取得する。ここで、試料として例えば半導体基板などの表面が光源からの光を反射するような試料については、最大が光量となる光軸位置が試料表面の位置と考えられるので、複数枚のスライス画像データの中で光軸方向の最大光量が得られる対物レンズのＺ軸方向の高さをその試料の表面とした三次元の表面形状画像データを取得するものとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
試料と対物レンズとの距離を変化させながら試料面上にスポット光を二次元走査して試料面からの反射光のうちピンホールを通過した光のみを光検出器で受光したときの光検出器の検出信号Ｉとその光軸位置（試料と対物レンズとの距離）Ｚとの関係（Ｉ−Ｚ特性）は、例えば図６に示す通りとなり、最大光量の輝度情報がＩｐ、その位置の高さ情報がＺｐとなる。
【０００６】
このようなＩ−Ｚ特性から最大光量を検出する場合、最大光量位置に大きな誤差が発生することがあり、その結果として測定精度が低下する。そこで、測定精度の向上を図るために例えば特開平１１−１４８８１１号公報に記載されているような各種の技術が提案されている。上記特開平１１−１４８８１１号公報に記載されている技術は、図７に示すように光検出器から出力された検出信号をそのまま用いたときの最大光量の輝度情報Ｉｐから高さ情報Ｚｐを演算し、さらに最大光量の輝度情報Ｉｐの半値（Ｉｐ／２）の位置の高さ情報Ｚｈから半値幅ΔＺを求める。そして、この半値幅ΔＺを予め設定された所定のしきい値と比較し、この比較結果に基づいて上記計測した表面高さの有効性を判定する方法である。さらに上記特開平１１−１４８８１１号公報には、高さ情報を演算するときに、光検出器により検出される最大光量近傍のデータから光検出器の出力波形の近似波形を導いてそのピークを用いることも記載されている。
【０００７】
しかしながら、試料表面の反射率にむらがあったり、低倍率の対物レンズを用いた場合に最大光量を特定できるような先鋭なＩ−Ｚ特性を得ることが出来ず、なだらかな曲線を描くＩ−Ｚ特性となる。又、ノイズ等により最大光量となり得る極大値が図８に示すように２つ以上現れるようなＩ−Ｚ特性となる場合もある。
【０００８】
このように最大光量となり得る極大値が２つ以上現れるようなＩ−Ｚ特性の場合、光検出器の出力信号をそのまま用いると、高さ情報Ｚｐそのものの計測方法が変わっていないので、その検出誤差は大きくなる。又、最大光量近傍のデータから光検出器の出力波形の近似波形を導きそのピークを用いる場合には、近似波形を求める処理に時間がかかる。
【０００９】
そこで本発明は、先鋭なＩ−Ｚ特性を得ることが出来なくても、試料の表面形状を高精度にかつ高速に計測できる三次元情報取得方法及び共焦点走査型顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載による本発明は、共焦点走査型顕微鏡を用いて試料面の三次元情報を取得する三次元情報取得方法において、前記共焦点走査型顕微鏡の対物レンズと前記試料とを光軸方向に沿って相対的に移動させたときに得られ前記試料の前記画像データから光量が最大となるときの最大輝度情報を検出し、この最大輝度情報に基づいて前記試料面の三次元情報を取得するためのしきい値用輝度情報を算出し、前記対物レンズと前記試料とが相対的に移動したときに得られた相対距離に応じた前記試料の前記画像データに対して前記しきい値用輝度情報を用いて前記試料面の三次元情報を取得するもので、前記画像データは、前記共焦点走査型顕微鏡の前記対物レンズと前記試料とを光軸方向に沿って相対的に移動させたときに得られる輝度情報と光軸方向の位置情報との関係を示すI-Z曲線であり、前記I-Z曲線と前記しきい値用輝度情報との交点位置を前記三次元情報として取得することを特徴とする三次元情報取得方法である。
請求項２記載による本発明は、請求項１記載の三次元情報取得方法において、前記しきい値用輝度情報は、前記最大輝度情報に対して所定の係数を乗算して算出することを特徴とする。
請求項３記載による本発明は、スポット光を対物レンズを通して試料面上に走査し、この試料面からの光のうちピンホールを通過した光を受光し、受光した画像データに基づいて前記試料面の三次元情報を取得する共焦点走査型顕微鏡において、前記対物レンズと前記試料とを光軸方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、前記対物レンズと前記試料とが相対的に移動したときに得られる前記相対距離に応じた前記試料の画像データから光量が最大となるときの最大輝度情報を検出する輝度検出手段と、この輝度検出手段により検出された前記最大輝度情報に基づいて前記試料面の前記三次元情報を取得するためのしきい値用輝度情報を算出するしきい値算出手段と、前記対物レンズと前記試料とが相対的に移動したときに得られる前記相対距離に応じた前記試料の前記画像データに対して前記しきい値算出手段により算出された前記しきい値用輝度情報を用いて前記試料面の前記三次元情報を取得する三次元情報取得手段と、を具備し、前記画像データは、前記共焦点走査型顕微鏡の前記対物レンズと前記試料とを光軸方向に沿って相対的に移動させたときに得られる輝度情報と光軸方向の位置情報との関係を示すI-Z曲線であり、前記I-Z曲線と前記しきい値用輝度情報との交点位置を前記三次元情報として取得する、ことを特徴とする共焦点走査型顕微鏡である。
【００１１】
請求項４記載による本発明は、請求項３記載の共焦点走査型顕微鏡において、前記輝度検出手段は、前記相対距離に応じた複数の前記試料のスライス画像データにおける同一座標の画素についての光量が最大となるときの輝度情報を検出する機能を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載による本発明は、請求項３記載の共焦点走査型顕微鏡において、前記しきい値算出手段は、前記最大輝度情報に対して所定の係数を乗算して前記しきい値用輝度情報を算出することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は共焦点走査型顕微鏡の全体構成を示す全体構成図である。Ｚステージ１には、試料２が載せられている。このＺステージ１は、スポット光の光軸方向（Ｚ軸方向）に移動自在となっている。
【００１６】
光源３は、レーザ光によるスポット光などの点光源からなっている。二次元走査スキャナ４は、光源３から出力されたスポット光で試料２上を二次元走査するもので、例えばＸ軸方向走査用のガルバノミラー又はレゾナントスキャナのＸスキャナとＹ軸方向走査用のガルバノミラーのＹスキャナとを有し、これらＸスキャナとＹスキャナとをＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ振ることでスポット光を対物レンズ５を通して試料２上でＸＹ軸方向に走査するものとなっている。又、二次元走査スキャナ４は、試料２からの光、ここでは反射光をピンホール６を通して光検出器７に導くようになっている。
【００１７】
この光検出器７は、上記の如く受光面の前面にピンホール６を有するもので、試料２からの反射光のうちピンホール６を通過した反射光のみを受光し、その光量に応じた電気信号に変換する機能を有している。
【００１８】
この光検出器７には、Ａ／Ｄ変換器８を介してＣＰＵ９が接続されている。このＣＰＵ９には、Ｚステージ１、二次元走査スキャナ４、メモリ１０、及びフレームメモリ１１を介して表示部１２が接続されている。
【００１９】
ＣＰＵ９は、二次元走査スキャナ４に対してスポット光の走査の開始やステージ１のＺ軸（高さ）方向の走査を指示すると共に、光検出器７のＡ／Ｄ変換された検出信号（試料２の像の輝度情報）を取り込み、試料２の像の輝度情報に基づいて光量が最大となる画素の輝度情報とそれに基づいた高さ情報とを求め、これらの情報の結果から試料２の三次元の表面形状画像を生成する機能を有している。
【００２０】
具体的にＣＰＵ９は、図２に示すように輝度検出手段１３、しきい値算出手段１４及び三次元情報取得手段１５の各機能を有している。これらの手段は、コンピュータのプログラムを記録媒体に記録することも可能で、この場合、記録されているプログラムがメモリ１０にコピーされＣＰＵ内にて各手段として実行される。輝度検出手段１３は、対物レンズ５と試料２とが相対的に移動、この実施の形態では試料２がＺステージ１によりＺ軸の高さ方向に移動したときに得られる相対距離すなわちＺ軸の高さに応じた試料２の複数のスライス画像データにおける同一座標の画素についての光量が最大となるときの輝度情報を検出する機能を有している。
【００２１】
しきい値算出手段１４は、輝度検出手段１３により検出された輝度情報に基づいて試料２の面の三次元情報を取得するためのしきい値用輝度情報（以下、しきい値と省略する）Ｉthを算出する機能を有している。このしきい値Ｉthは、例えば光量が最大となるときの輝度情報に対して所定の係数（高さデータを取得するためのしきい値のためのもので、最大光量のときの輝度情報に対する割合）ｒを乗算して求めている。
【００２２】
三次元情報取得手段１５は、対物レンズ５と試料２とがｚ軸方向で相対的に移動したとき、すなわち試料２をＺステージ１によりＺ軸の高さ方向に移動したときの光検出器７の検出信号Ｉとその光軸位置Ｚとの関係を示すＩ−Ｚ特性に対してしきい値算出手段１４により算出された上記しきい値Ｉthを用いて試料２の面の三次元情報を取得する機能を有している。
【００２３】
メモリ１０には、ＣＰＵ９により決定された光量が最大となるときの輝度情報、ＣＰＵ９により求められたＺ軸の高さに応じた試料２の複数のスライス画像データ、試料２をＺステージ１により移動させたときのＺ軸の高さ情報などが記憶されるようになっている。
【００２４】
又、このメモリ１０には、試料２をＺステージ１により光軸方向に沿って移動させたときに得られる試料２の複数のスライス画像データから光量が最大となるときの輝度情報を検出させ、この輝度情報に基づいて試料２の面の三次元情報を取得するためのしきい値Ｉthを算出させ、試料２を光軸方向に移動させたときに得られた複数のスライス画像データに対してしきい値Ｉthを用いて試料２の面の三次元情報を取得させる三次元情報取得方法のプログラムが記憶されている。
【００２５】
又、このメモリ１０には、試料２をＺステージ１によりＺ軸の高さ方向に移動させて得られるＺ軸の高さに応じた試料２の複数のスライス画像データにおける同一座標の画素についての光量が最大となるときの輝度情報を検出するためのプログラム、すなわち上記輝度検出手段１３を作動させるための図３に示す輝度検出フローチャートのプログラムが記憶されている。このプログラムは、ＣＰＵ９に接続されている記憶媒体、例えばフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯなどに記録されており、メモリ上にコピーされＣＰＵ９にて実行される。
【００２６】
表示部１２は、ＣＰＵ９により生成された試料２の三次元の表面形状画像を、フレームメモリ１１を介して表示するものとなっている。
【００２７】
次に、上記の如く構成された共焦点走査型顕微鏡の作用について説明する。
【００２８】
Ｚステージ１は、ＣＰＵ９からの指令を受けてＺ軸方向に移動する。
【００２９】
これと共に光源３からレーザ光によるスポット光が出力されると、二次元走査スキャナ４は、ＸスキャナとＹスキャナとをＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ振ることでスポット光を対物レンズ５を通して試料２上でＸＹ軸方向に走査する。そして、この二次元走査スキャナ４は、スポット光を試料２上に二次元走査したときの試料２からの反射光をピンホール６を通して光検出器７に導く。
【００３０】
この光検出器７は、試料２からの反射光のうちピンホール６を通過した反射光のみを受光し、その光量に応じた電気信号に変換出力する。この電気信号は、Ａ／Ｄ変換器８によりディジタル電気信号に変換されてＣＰＵ９に送られる。
【００３１】
ＣＰＵ９の輝度検出手段１３は、光検出器７からのディジタル電気出力を取り込んで図４に示すように順次スライス画像データａ（ｉ，ｊ，ｋ）を作成し、試料２がＺステージ１によりＺ軸の高さ方向に移動したときに得られるＺ軸の高さに応じた試料２の複数のスライス画像データａ（ｉ，ｊ，ｋ）における同一座標（ｉ，ｊ）の画素についての光量が最大となるときの輝度情報ｐ（ｉ，ｊ）を検出する。
【００３２】
なお、図４において、（ｉ，ｊ）は画素のｘ，ｙ座標（ｉ＝１，２，３，…，Ｎｉ、ｊ＝１，２，３，…，Ｎｊ）、ｋはＺステージ１の高さ位置（ｋ＝１，２，３，…，Ｎｋ）、ａ（ｉ，ｊ，ｋ）はスライス画像データを示す。
【００３３】
ここで、上記複数のスライス画像データａ（ｉ，ｊ，ｋ）における同一座標（ｉ，ｊ）の画素について光量が最大となるときの輝度情報ｐ（ｉ，ｊ）を検出する具体的な方法について図３に示す輝度検出フローチャートに従って説明する。
【００３４】
輝度検出手段１３は、ステップ＃１において、スライス画像データａ（ｉ，ｊ，ｋ）、輝度情報ｐ（ｉ，ｊ）、光量がしきい値用輝度情報のときのＺステージ１の高さ情報ｈ（ｉ，ｊ）をそれぞれ初期値として０を入力し、スライス画像データａ（０，０，０）、輝度情報ｐ（０，０）、高さ情報ｈ（０，０）に初期化する。
【００３５】
次に、輝度検出手段１３は、ステップ＃２において、Ｚステージ１の高さが最高位置か否か、すなわちＺステージ１の高さ位置ｋがｋ＝Ｎｋであるか否かを判定する。
【００３６】
この判定の結果、Ｚステージ１の高さ位置ｋがｋ＝Ｎｋでなければ、すなわちＺステージ１が最高位置まで到達していなければ、輝度検出手段１３は、ステップ＃３において、光検出器７からのディジタル電気信号を取り込んで、そのＺステージ１の高さ位置ｋのスライス画像データａ（ｉ，ｊ，ｋ）を取得してメモリ１０に記憶する。
【００３７】
次に、輝度検出手段１３は、ステップ＃４において、スライス画像データａ（ｉ，ｊ，ｋ）と光量最大のときの座標（ｉ，ｊ）の画素の輝度情報ｐ（ｉ，ｊ）とを比較する。
【００３８】
この比較の結果、スライス画像データａ（ｉ，ｊ，ｋ）が輝度情報ｐ（ｉ，ｊ）よりも大きければ、輝度検出手段１３は、ステップ＃５に移り、光量最大のときの画素の輝度情報ｐ（ｉ，ｊ）にスライス画像データａ（ｉ，ｊ，ｋ）を格納するとともに、光量がしきい値ＩthのときのＺステージ１の高さ情報ｈ（ｉ，ｊ）に０を格納する。なお、しきい値Ｉthは、上記しきい値算出手段１４により光量が最大となるときの輝度情報に対して所定の係数ｒを乗算して算出されるものであり、例えばｐ（ｉ，ｊ）×ｒにより算出される。
【００３９】
次に、輝度検出手段１３は、ステップ＃６において、スライス画像データａ（ｉ，ｊ，ｋ）としきい値Ｉth｛＝ｐ（ｉ，ｊ）×ｒ｝とを比較し、スライス画像データａ（ｉ，ｊ，ｋ）がしきい値Ｉthよりも小さく、かつＺステージ１の高さ情報ｈ（ｉ，ｊ）が０であれば、ステップ＃７に移って、光量がしきい値用輝度情報ｐ（ｉ，ｊ）×ｒのときのＺステージ１の高さ情報ｈ（ｉ，ｊ）にＺステージ１の高さ位置ｋを格納する。
【００４０】
最後に輝度検出手段１３は、ステップ＃８において、Ｚステージ１の高さ位置ｋをｋ＝ｋ＋１として更新し、再び上記ステップ＃２に戻る。
【００４１】
そうして、Ｚステージ１の高さ位置ｋが最高位置ｋ＝Ｎｋに到達するまで上記ステップ＃２〜＃８が繰り返され、Ｚステージ１の高さ位置ｋが最高位置ｋ＝Ｎｋに到達すると、上記高さデータの演算が終了する。
【００４２】
以上のような高さデータの演算が終了すると、上記図６に示すようなＩ−Ｚ特性、又は図５に示すようなノイズ等により最大光量となり得る極大値Ａ、Ｃが２つ以上現れるＩ−Ｚ特性が得られる。
【００４３】
ここで、演算終了時の高さデータｋと上記図５に示すＩ−Ｚ特性との関係について説明する。図５においてＡ点はノイズによる最大光量位置、Ｃ点は本来の最大光量位置とすると、従来はＡ点のＺステージの高さ情報がｈ（ｉ，ｊ）となり、本来のＣ点のＺステージの高さ情報に対してＡ−Ｃ点の誤差が発生することになる。
【００４４】
最大光量位置Ａでの画素の輝度情報がｐ（ｉ，ｊ）に格納され、しきい値用輝度情報Ｉth＝ｐ（ｉ，ｊ）×ｒとＩ−Ｚ特性との２つの交点位置Ｂ、Ｄのうち交点位置ＢにおけるＺステージ１の高さ情報がｈ（ｉ，ｊ）として格納される。
【００４５】
従って、三次元情報取得手段１５は、Ｉ−Ｚ特性に対してしきい値Ｉthと交わる交点位置ＢでのＺステージ１の高さ情報ｈ（ｉ，ｊ）を試料２の面の三次元情報として取得する。なお、三次元情報取得手段１５は、しきい値Ｉthと交わる交点位置ＤでのＺステージ１の高さ情報を試料２の面の三次元情報として取得してもよい。このとき、Ａ点又はＣ点のいずれの光量からしきい値を導きだしても、Ｂ点でのＺステージの高さ情報の誤差はＡ−Ｃ間に比べて十分に小さい。
【００４６】
このように上記一実施の形態においては、試料２をＺステージ１により光軸方向に沿って移動させたときに得られる試料２の複数のスライス画像データから光量が最大となるときの輝度情報を検出し、この輝度情報に基づいて試料２の面の三次元情報を取得するためのしきい値Ｉthを算出し、試料２を光軸方向に移動させたときに得られたＩ−Ｚ特性に対してしきい値Ｉthを用いて試料２の面の三次元情報ｈ（ｉ，ｊ）を取得するようにしたので、試料２の表面の反射率にむらがあったり、低倍率の対物レンズ５を用いた場合のようになだらかな曲線を描くＩ−Ｚ特性となったり、又、ノイズ等により最大光量となり得る極大値が２つ以上現れるようなＩ−Ｚ特性が現れても、交点位置Ｂ又はＤのようなＩ−Ｚ特性の曲線の最も急峻な部分を用いることができ、２つ以上の極大値が現れる交点位置Ａ−Ｃ間を用いるよりも誤差が十分に小さく、試料２の表面形状を高精度に計測できる。
【００４７】
又、Ｚステージ１の高さ情報ｈ（ｉ，ｊ）を求める処理は、これまでの処理の中に、光量がしきい値ＩthのときのＺステージ１の高さ位置ｋを使用する処理を加えるだけなので、その処理に負担がかかるものでなく、高速で高さ情報ｈ（ｉ，ｊ）を演算できる。
【００４８】
なお、本発明は、上記一実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００４９】
さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００５０】
例えば、光量が最大となるときの輝度情報の検出は、Ｚステージ１の駆動により試料２を移動させるのに限らず、レボルバにより対物レンズ５をＺ軸方向に移動したり、対物レンズ５と試料２とを相互に移動させるようにしてもよい。
【００５１】
又、Ｉ−Ｚ特性は、例えば上記図５に示すＩ−Ｚ特性であれば、２つの極大値Ａ、Ｃが検出されて、この後、極大値が検出されないことが確認されれば、Ｚステージ１を最高位置まで到達させる前にＺステージ１を停止し、交点位置ＤからＺステージ１の高さ情報ｈ（ｉ，ｊ）を求めてもよい。
【００５２】
又、Ｚステージ１は、最高位置から最低位置に移動させてもＩ−Ｚ特性を得ることが可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、先鋭なＩ−Ｚ特性を得ることが出来なくても、試料の表面形状を高精度にかつ高速に計測できる三次元情報取得方法及び共焦点走査型顕微鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる共焦点走査型顕微鏡の一実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明に係わる共焦点走査型顕微鏡の一実施の形態におけるＣＰＵの機能ブロック図。
【図３】本発明に係わる共焦点走査型顕微鏡の一実施の形態における輝度検出フローチャート。
【図４】本発明に係わる共焦点走査型顕微鏡の一実施の形態における高さに応じた試料の複数のスライス画像データを示す模式図。
【図５】本発明に係わる共焦点走査型顕微鏡の一実施の形態における極大値が２つ以上現れるＩ−Ｚ特性から試料面の三次元情報を取得する作用を説明するための図。
【図６】試料と対物レンズとの距離に対する試料面からの反射光量との関係（Ｉ−Ｚ特性）を示す図。
【図７】従来における光検出器から出力された検出信号をそのまま用いて表面高さの有効性を判定する方法を示す図。
【図８】ノイズ等により最大光量となり得る極大値が２つ以上現れるようなＩ−Ｚ特性を示す図。
【符号の説明】
１：Ｚステージ
２：試料
３：光源
４：二次元走査スキャナ
５：対物レンズ
６：ピンホール
７：光検出器
８：Ａ／Ｄ変換器
９：ＣＰＵ
１０：メモリ
１１：フレームメモリ
１２：表示部
１３：輝度検出手段
１４：しきい値算出手段
１５：三次元情報取得手段

Claims

共焦点走査型顕微鏡を用いて試料面の三次元情報を取得する三次元情報取得方法において、
前記共焦点走査型顕微鏡の対物レンズと前記試料とを光軸方向に沿って相対的に移動させたときに得られる前記試料の画像データから光量が最大となるときの最大輝度情報を検出し、
この最大輝度情報に基づいて前記試料面の三次元情報を取得するためのしきい値用輝度情報を算出し、
前記対物レンズと前記試料とが相対的に移動したときに得られた相対距離に応じた前記試料の画像データに対して前記しきい値用輝度情報を用いて前記試料面の三次元情報を取得するもので、
前記画像データは、前記共焦点走査型顕微鏡の前記対物レンズと前記試料とを光軸方向に沿って相対的に移動させたときに得られる輝度情報と光軸方向の位置情報との関係を示すI-Z曲線であり、前記I-Z曲線と前記しきい値用輝度情報との交点位置を前記三次元情報として取得する、
ことを特徴とする三次元情報取得方法。
前記しきい値用輝度情報は、前記最大輝度情報に対して所定の係数を乗算して算出することを特徴とする請求項１記載の三次元情報取得方法。
スポット光を対物レンズを通して試料面上に走査し、この試料面からの光のうちピンホールを通過した光を受光し、受光した画像データに基づいて前記試料面の三次元情報を取得する共焦点走査型顕微鏡において、
前記対物レンズと前記試料とを光軸方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、
前記対物レンズと前記試料とが相対的に移動したときに得られる前記相対距離に応じた前記試料の画像データから光量が最大となるときの最大輝度情報を検出する輝度検出手段と、
この輝度検出手段により検出された前記最大輝度情報に基づいて前記試料面の前記三次元情報を取得するためのしきい値用輝度情報を算出するしきい値算出手段と、
前記対物レンズと前記試料とが相対的に移動したときに得られる前記相対距離に応じた前記試料の前記画像データに対して前記しきい値算出手段により算出された前記しきい値用輝度情報を用いて前記試料面の前記三次元情報を取得する三次元情報取得手段と、
を具備し、
前記画像データは、前記共焦点走査型顕微鏡の前記対物レンズと前記試料とを光軸方向に沿って相対的に移動させたときに得られる輝度情報と光軸方向の位置情報との関係を示すI-Z曲線であり、前記I-Z曲線と前記しきい値用輝度情報との交点位置を前記三次元情報として取得する、
ことを特徴とする共焦点走査型顕微鏡。
前記輝度検出手段は、前記相対距離に応じた複数の前記試料のスライス画像データにおける同一座標の画素についての光量が最大となるときの輝度情報を検出する機能を有することを特徴とする請求項３記載の共焦点走査型顕微鏡。
前記しきい値算出手段は、前記最大輝度情報に対して所定の係数を乗算して前記しきい値用輝度情報を算出することを特徴とする請求項３記載の共焦点走査型顕微鏡。